二維多環(huán)噻并苯衍生物及其聚合物的合成與研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源(煤、石油)的逐漸枯竭，人們對(duì)能源的需求越來越大，尋求并開發(fā)新的可再生能源日益凸顯。對(duì)太陽(yáng)能利用是解決人類能源問題的有效途徑之一，而太陽(yáng)能電池是利用太陽(yáng)能的有效方式之一。有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)以其優(yōu)異的特點(diǎn)，如價(jià)格比較低、柔性好、重量輕、易于修飾等，而備受關(guān)注。因此，設(shè)計(jì)和合成性能優(yōu)良的聚合物太陽(yáng)能電池材料對(duì)開發(fā)和利用太陽(yáng)能有非常重要的意義。
　　本論文通過對(duì)電子給體單元二噻并[2,3-d:2′,3′-d′]

2、苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(DTBDT)、苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)進(jìn)行修飾，合成了新型的具有更大共軛程度的二維多環(huán)電子給體單元5,10-雙(4,5-二癸基噻吩-2-基)二噻并[2,3-d:2′,3′-d′]苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(DTBDT-T)、4,8-雙(三異丙基硅乙炔基)苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT-TIPS)、4,8-雙(4,5-二辛基噻吩-2-基)苯并[1,

3、2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT-T)。分別以DTBDT-T、BDT-TIPS、BDT-T為給體單元，選取性能優(yōu)良的電子受體單元通過 Stille反應(yīng)合成了一系列的Donor-Accpter(D―A)型共軛聚合物，并對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試。主要內(nèi)容包括：
　　1、第二章，在DTBDT的中間苯環(huán)上引入烷基噻吩得到二維結(jié)構(gòu)電子給體單元DTBDT-T。選取一些較好的受體單元與該給體單元，通過Stille偶聯(lián)反應(yīng)得到了四種共軛聚合物PDT

4、BDT-DTBTC8、PDTBDT-DTFBTC8、PDTBDT-DTBTC12、PDTBDT-DTFBTC12。這些聚合物具有良好的熱穩(wěn)定性，能溶于常見的有機(jī)溶劑甲苯和鄰二氯苯中。以聚合物PDTBDT-DTFBTC8為給體材料，PC71BM為受體材料制備了能量轉(zhuǎn)換效率為7.12％的光伏器件，其短路電流(Jsc)等于15.10mA/cm2，開路電壓(Voc)為0.73V。
　　2、第三章，在BDT的4、8位上引入烷基噻吩和三異丙基

5、硅乙炔基(TIPS)側(cè)邊基，合成了二維結(jié)構(gòu)的BDT衍生物電子給體單元。并與N,N′-(2-己基癸基)異靛藍(lán)(IDC16)通過Stille偶聯(lián)反應(yīng)得到聚合物，即PBDT-T-IDC16和PBDT-TIPS-IDC16。對(duì)聚合物的電化學(xué)、吸收光譜、發(fā)光光譜及熱學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試，以聚合物PBDT-T-IDC16為給體材料，PC71BM為受體材料制備了能量轉(zhuǎn)換效率為2.41%的光伏器件，其Jsc=4.55 mA/cm2，Voc=0.89 V。<

6、br>　　3、第四章用4,8-雙(三異丙基硅乙炔基)苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(PBDT-TIPS)為電子給體單元，分別以苯并[1,2,5]噻二唑(BT)、5,6-雙十二烷氧基苯并[2,1,3]噻二唑(BTC12)、5-辛基噻吩[3,4-c]吡咯-4,6-二酮(TAC8)、5-(2-己基癸基)噻吩[3,4-c]吡咯-4,6-二酮(TAC16)為受體單元，通過Stille聚合反應(yīng)得到了四種D―A型共軛聚合物，即PBDT-TIP